湖南师大附中2019届高三摸底考试(高二上学期期末考试)物理试卷(Word版含答案)

炎德·英才大联考湖南师大附中
2018年春季高二期末考试暨2019届高三摸底考试
物 理
时量：90分钟 满分：110分
得分：____________
一、选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有
A ．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B ．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C ．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性
D ．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
2．对于某一电容器，下列说法正确的是
A ．电容器所带的电量越多，电容越大
B ．电容器两极板间的电势差越大，电容越大
C ．电容器所带的电量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍
D ．电容器两极板间的电势差减小到原来的12，它的电容也减小到原来的12
3．如图所示，电源的电动势和内阻分别为E 、r ，在滑动变阻器的滑片P 由a 向b 移动的过程中，下列各物理量变化情况为
A ．R 0的功率逐渐增大
B ．电流表的读数逐渐减小
C ．电源的输出功率可能先减小后增大
D ．电压表与电流表读数的改变量的比值ΔU ΔI
先增大后减小 4．2017年11月5日19时45分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十四、二十五颗北斗导航卫星．北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System ，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统．北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成，其中5颗是地球同步卫星．关于同步卫星绕地球运动的相关物理量，下列说法正确的是
A ．角速度等于地球自转的角速度
B ．向心加速度大于地球表面的重力加速度
C ．线速度大于第一宇宙速度
D ．运行周期一定大于月球绕地球运动的周期
5．如图所示，竖直平面内有一圆周，其圆心为O ，直径AB 和CD 相互垂直，电荷量均为Q 的正点电荷放在关于CD 对称的圆周上，它们所在半径的夹角为120°.下列说法错误的是
A ．点O 与点C 的场强大小相等
B ．点
C 与点
D 的场强大小之比为3∶1
C ．一电子从
D 点由静止释放，运动到C 点的过程中，加速度先减小后增大
D ．将一正电荷沿着圆周从A 点经D 移至B 点的过程中，电场力先做正功后做负功
6．如图所示，光滑长铁链由若干节组成，每一节长度为l 0，全长为L ，在水平轨道上以某一速度运动．圆形管状轨道与水平轨道相切，半径为R ，L >2πR ，R 远大于一节铁链的高度和长度．铁链靠惯性通过圆形管状轨道继续前进，下列判断正确的是
A ．每节铁链通过最高点的速度依次减小
B ．第一节与最后一节到达最高点的速度大小相等
C ．在第一节完成圆周运动的过程中，第一节铁链机械能守恒
D ．铁链全部通过圆形管状轨道的过程中，铁链的最小速度为gR
7．如图所示，小球从斜面的顶端以不同的初速度沿水平方向抛出，落在倾角一定、足够长的斜面上．不计空气阻力，下列说法正确的是
A ．小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比
B ．小球运动到距离斜面最远处所用的时间与初速度的大小无关
C ．当用一束平行光垂直照射斜面，小球在斜面上的投影做匀速运动
D ．初速度越大，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角越大
8．如图所示，倾角为θ＝30°的斜面A 置于水平面上，滑块B 、C 叠放在一起沿斜面匀速下滑，且始终保持相对静止，斜面A 静止不动，B 上表面倾斜，则B 、C 在斜面上运动时，下列说法正确的是
A ．
B 可能受三个力作用
B ．A 、B 间的动摩擦因数μ＝32
C ．A 一定受四个力作用
D ．地面对A 的支持力小于A 、B 、C 三者重力之和
二、多项选择题(本题共4个小题，每小题4分，共计16分，每个选择题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分)
9．甲、乙两个物体在同一直线上运动，其x －t 图象如图所示，其中直线b 与曲线a 相切于点(4，－15)．已知甲做匀变速直线运动，下列说法正确的是
A ．前4 s 内两物体运动方向相同
B ．前4 s 内甲的平均速度是乙的平均速度的157
倍 C ．t ＝0时刻，甲的速度大小为9 m/s
D ．甲的加速度大小为2 m/s 2
10．如图甲所示的理想变压器，原线圈接在乙图所示交流电源上，副线圈接一个标有“10 V 2 W ”的灯泡，视灯泡电阻不变，已知变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝10∶1，下列说法正确的是
A ．灯泡能正常发光
B ．电压表的读数为100 V
C ．电流表的读数为0.2 A
D ．选两只相同“10 V 2 W ”规格的灯泡串接在副线圈，则变压器的输出功率为1 W
11．如图所示，一轻弹簧直立于水平面上，弹簧处于原长时上端在O 点，将一质量为M 的物块甲轻放在弹簧上端，物块下降到A 点时速度最大，下降到最低点B 时加速度大小为g ，O 、B 间距为h .换用另一质量m 的物块乙，从距O 点高为h 的C 点静止释放，也刚好将弹簧压缩到B 点，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g ，则
A ．弹簧的最大弹性势能为Mgh
B ．乙的最大速度为2gh
C ．乙在B 点的加速度大小为2g
D ．乙运动到O 点下方h 4
处速度最大
12．如图(a)所示，水平面内有一光滑金属导轨，ac 边的电阻为R ，其他电阻均不计，ab 与ac 夹角为135°，cd 与ac 垂直．将质量为m 的长直导体棒搁在导轨上，并与ac 平行．棒与ab 、cd 交点G 、H 间的距离为L 0，空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为
B .在外力作用下，棒由GH 处以初速度v 0向右做直线运动．其速度的倒数1v 随位移x 变化的
关系如图(b)所示．在棒运动L 0到MN 处的过程中
A ．导体棒做匀变速直线运动
B ．导体棒运动的时间为3L 02v 0
C ．流过导体棒的电流不变
D ．外力做功为3B 2L 302R ＋38m v 20
答题卡
应位臵)
13．(6分)某课外兴趣小组为了消除“伏安法测电阻”实验中电流、电压表内阻的对实验结果的影响，设计了如图甲所示的电路进行测量，实验的主要步骤是：
(i)将R 2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S 2向1闭合，闭合开关S 1，调节滑动变阻器R 1和R 2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U 1、I 1.
(ii)保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关S 2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U 2、I 2.
请回答下列问题
(1)步骤(i)中两电表示数如图乙所示，电流表读数为________A ，电压表读数为________V.
(2)步骤(ii)电流表读数为0.40 A ，电压表读数为1.20 V ，电阻R x ＝________Ω(保留二位有效数字)．
14．(10分)在探究“加速度与力和质量的关系”实验时，某老师对传统实验进行了改进，其实验操作如下：
①如图所示，先将沙和沙桶通过滑轮悬挂于小车一端，调节平板的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，测出沙和沙桶的总质量m；
②保持平板倾角θ不变，去掉沙和沙桶，小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动，通过纸带测量其加速度a；
③保持小车质量M不变，多次改变沙和沙桶的总质量m，每次重复①②两步操作，得到小车加速度与合力的关系；
④多次改变小车的质量，进行适当的操作，得到小车加速度和质量的关系．
(1)在上述实验操作过程中，以下说法正确的是________；
A．可以用电池盒给打点计时器供电
B．应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源
C．要保持细绳与平板平行
D．应让小车从靠近定滑轮处开始运动
(2)在操作①中若打了一条如下图所示的纸带，已知纸带左端为连接小车处，则应将平板的倾角适当________(选填“增大”或“减小”)些；
(3)在操作②中，小车所受的合力大小等于________(用题中所给定的字母以及重力加速度g表示)；
(4)在本实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足沙和沙桶的质量远小于小车的总质量；在操作④中，每次改变小车质量后，________(选填“需要”或“不需要”)重新调节平板的倾角．
四、计算题(本题共3小题，共计39分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(12分)如图所示，一个截面是三角形的物体P平放在水平地面上，它的两个斜面与水平的夹角分别为α、β，且α<β，P的顶端装有一定滑轮，一轻质细绳跨过定滑轮后连接A、B二个质量相等的滑块，连接后细绳与各自的斜面平行，所有接触面都不计摩擦，重力加速度大小为g.
(1)若P固定不动，求A、B的加速度大小．
(2)若P向右做匀加速运动，加速度多大时能使A、B与斜面不发生相对滑动．
16．(12分)如图所示，在长度足够长、宽度d＝5 cm的区域MNPQ内有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B＝0.33 T，水平边界MN上方存在范围足够大的竖直向上的匀强电场，电场强度E＝200 N/C.现有大量质量m＝6.6×10－27 kg、电荷量q＝3.2×10－19 C 的带负电的粒子，同时从边界PQ上的O点沿纸面向各个方向垂直射入磁场，射入时的速度大小均为v＝1.6×106m/s，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力．
(1)求带电粒子在磁场中运动的半径r；
(2)求与x轴负方向成60°角射入的粒子在电场中运动的时间t；
(3)当从MN边界上最左边射出的粒子离开磁场时，求仍在磁场中运动的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围，并写出此时这些粒子所在位置构成的图形的曲线方程．
17．(15分)两端开口、内壁光滑的直玻璃管MN竖直固定在水平面上，a、b二个小球，直径相等，略小于玻璃管的内径，且远小于玻璃管的长度，大小可忽略不计；a、b两球的质量分别为m1和m2(m1＝2m2)．开始时，a球在下b球在上两球紧挨着在管口M处由静止同时释放，a球着地后立即反弹，其速度大小不变，方向竖直向上，与b球相碰，接着b球
竖直上升．设两球碰撞时间极短、碰撞过程中总动能不变，在b球开始上升的瞬间，一质量为m3的橡皮泥在M处自由落下，如图所示．b与c在管中某处相遇后粘在一起，要使b、c 粘合后能够竖直飞出玻璃管口，则m2与m3之比必须满足什么条件？
五、选考题(共15分．请考生从2道题中任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂好．注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位臵答题．如果多做，则按所做的第一题计分)
18．【物理——选修3—3】(15分)
(1)(5分)下列说法正确的是________(填正确答案前的标号．选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分)．
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性
C．绝对湿度大，相对湿度不一定大
D．根据热力学第二定律可知，机械能不可能全部转化为物体的内能
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
(2)(10分)如图，左、右两个气缸底部有细管(容积可忽略)连通，左气缸的顶部开口与大气相通，右气缸绝热且内部顶端有加热装置．开始时导热活塞a在气缸底部但未与底部接触，绝热活塞b将右气缸内气体分成体积相等的A、B两部分．已知左、右气缸内部高度分别为h和4h，初始温度均为T0，大气压强为p0；a和b厚度不计，横截面积均为S，所受重力大小均为p0S，与气缸接触良好，不计一切摩擦．
(i)给A缓慢加热，当a刚刚到达气缸顶部但未与顶部接触时，A吸收的热量为Q，求该过程中A的内能变化量；
(ii)当a恰好到达气缸顶部时，继续给A缓慢加热，使b刚刚到达气缸底部但未与底部接触，求此时A的温度．
19．【物理——选修3—4】(15分)
(1)(5分)一列横波在x轴上传播，实线和虚线分别表示t1＝0、t2＝0.14 s时的波形，已知实线在t3＝0.6 s时第5次重复出现．则此横波________(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)．A．周期为0.1 s
B．波长为12 cm
C．传播速度为1 m/s
D．沿x轴正方向传播
E．t2＝0.14 s时，x＝0处质点的纵坐标为y＝ 3 cm
(2)(10分)如图所示，直角边AC长度为d的直角棱镜ABC置于桌面上，D为斜边BC的中点，桌面上的S点发射一条光线经D点折射后，垂直于AB边射出．已知SC＝CD，光线
通过棱镜的时间t＝
3d
2c，c为真空中光速，不考虑反射光线．求：
(i)棱镜的折射率n；
(ii)入射光线与界面BC间的夹角．
炎德·英才大联考湖南师大附中
2018年春季高二期末考试暨2019届高三摸底考试
物理参考答案
一、选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
5.C 则，C 点场强为E C ＝2kQ R 2cos 60°＝kQ R 2，D 点的场强为E D ＝2·kQ ⎝⎛⎭⎫32R 2＋⎝⎛⎭
⎫32R 2·32R 3R ＝kQ 3R
2点C 与点D 的场强大小之比为3∶1，故B 正确；C.根据电场强度的矢量合成法则，距离两点电荷连线x ＝68R <32
R 处的场强最强，则电子从点D 到点C 的过程巾，加速度先增大，再减小，再增大，故C 错误；D.根据等量同种电荷的电场线，正电荷沿着圆周从点A 到点D ，电场力做正功，从点D 到点B 的过程中，电场力做负功，故D 正确．
7．A 【解析】小球落在斜面上竖直分速度为：v y ＝gt ＝2v 0tan θ，根据平行四边形定
则知，落到斜面上的动能为：E k ＝12m v 2＝12
m (v 20＋4v 20tan 2θ)，可知落在斜面上的速度：v ＝v 0·1＋tan 2θ，可知小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比．故A 正确．当小球的速度方向与斜面平行时，距离斜面最远；将速度分解成平行与垂直斜面方向，垂直斜面方向先匀减速直线运动，后匀加速直线运动；当小球的速度方向与斜面平行时垂直斜面方
向的分速度等于0，设斜面的倾角为θ，则时间：t ＝v 0sin θg
，所用的时间与初速度的大小有关．故
B 错误；将速度和重力加速度分解成平行与垂直斜面方向，平行斜面方向运动是匀加速直线运动，而垂直斜面方向先匀减速直线运动，后匀加速直线运动，可知小球在斜面上的投影加速移动，故
C 错误．因为平抛运动某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，小球落在斜面上位移的方向相同，则速度方向相同，故
D 错误．故选A.
二、多项选择题(本题共4个小题，每小题4分，共计16分，每个选择题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分)
9.AD 【解析】x － 4 s 内两物体运动方向相同，均为负方向，故A 正确；甲做匀变速直线运动，则甲的x －t 图象对应于a ；前4 s 内甲的平均速度为：v 1＝（－15 m ）－9 m 4 s
＝－6 m/s ，前 4 s 乙的平均速度为：v 2＝（－15 m ）－（－7 m ）4 s
＝－2 m/s ，故前4 s 内甲的平均速度是乙的平均速度的3倍，故B 错误；t ＝1 s 末，甲的位移大小为9 m ，t ＝4 s 末，甲的位移大小为24 m ．设甲的加速度为a ，初速度为v 0，依匀变速直线运动的位移公式列两方程联立，可解出a ＝－2 m/s 2，v 0＝10 m/s ，D 对，C 错．
12．BC 【解析】直线的斜率为：k ＝2v 0－1v 0L 0＝1L 0v 0，所以有：1v ＝1L 0v 0＋1v 0，得v ＝L 0x ＋L 0
v 0，故不是匀变速直线运动，故A 错误．感应电动势为：E ＝Bl v ＝B (L 0＋x )L 0L 0＋x v 0
＝BL 0v 0，感应电动势大小不变，感应电流为：I ＝E R
大小不变，故C 正确；根据法拉第电磁感应定律有：E ＝ΔφΔt ＝B ·ΔS Δt ＝B ·12（L 0＋2L 0）L 0Δt
＝BL 0v 0，解得：Δt ＝3L 02v 0，故B 正确．克服安培力做的功等于电阻R 上产生的焦耳热为：Q ＝I 2Rt ＝⎝⎛⎭⎫BL 0v 0R 2R 3L 02v 0＝3B 2L 3
0v 02R ，对导体棒，由动能定理得：W 外－W 安＝12m ⎝⎛⎭⎫12v 02－12m v 20，解得W 外＝3B 2L 30v 02R －3m v 208
，故D 错误．故选BC. 三、简答题(本题包括13和14两题，每空2分，共计16分．请将解答填写在答题卡相应位臵．)
13．(1)0.42 2.60 (2)3.2
14．(1)CD (2)减小 (3)mg (4)不需要 需要
【解析】(1)由图乙所示电流表可知，其量程为0.6 A ，分度值为0.02 A ，示数为0.42 A ，由图乙所示电压表可知，其量程为3 V ，分度值为0.1 V ，示数为2.60 V ；
(2)由欧姆定律可知：
当S 2合向1时：R x ＋R A ＋R 1＝U 1I 1，当S 2合向2时：R A ＋R 1＝U 2I 2
，解得：R x ＝3.2 Ω； 四、计算题(本题共3小题，共计39分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(12分)【解析】(1)P 固定时，A 、B 的加速度大小相等，设为a 1，以F 表示绳的张力，则
滑块A ：F －mg sin α＝ma 1(2分)
滑块B ：mg sin β－F ＝ma 1(2分)
解得：a 1＝g ·（sin β－sin α）2
(2分) (2)设P 向右的加速度为a ，A 、B 相对斜面不发生滑动时，A 、B 的加速度也为a ，仍用F 表示绳中的张力，则：
滑块A 沿斜面方向：F －mg sin α＝ma cos α(2分)
滑块B 沿斜面方向：mg sin β－F ＝ma cos β(2分)
解得：a ＝g sin β－sin αcos β＋cos α
＝g ·tan β－α2(2分
)
16．(12分)【解析】(1)由牛顿第二定律有q v B ＝m v 2r
(2分) 解得r ＝0.1 m(1分)
(2)粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系知，在磁场中运动的圆心角为30°，粒子平行于场强方向进入电场．(1分)
粒子在电场中运动的加速度a ＝qE m
(1分) 粒子在电场中运动的时间t ＝
2v a
(1分) 解得t ＝3.3×10－4 s(1分)
(3)如右图所示，由几何关系可知，从MN 边界上最左边射出的粒子在磁场中运动的圆心角为60°，圆心角小于60°的粒子已经从磁场中射出，此时刻仍在磁场中的粒子运动轨迹的圆心角均为60°.则仍在磁场中的粒子的初速度方向与x 轴正方向的夹角范围为30°～60°.所有粒子此时分布在以O 点为圆心、弦长0.1 m 为半径的圆周上．(3分)
曲线方程为x 2＋y 2＝R 2(R ＝0.1 m ，320
m ≤x ≤0.1 m)(2分) 17．(15分)【解析】设管长为H ，取向下为正方向，则a 、b 两球到达玻璃管底端时，速度都为：v 0＝2gH ①
a 球着地后反弹，速度为：v a 1＝－2gH ②(2分)
a 、
b 两球相碰，总动量守恒：m 1v a 1＋m 2v 0＝m 1v a 2＋m 2v b 1 ③ 总机械能守恒：12m 1v 2a 1＋12m 2v 20＝12m 1v 2a 2＋12
m 2v 2b 1 ④ 联立①至④式，并代入m 1＝2m 2，解得v a 2＝13v 0，v b 1＝－53
v 0 ⑤(4分) 设c 在M 处下落经t 时间后与b 相碰，则
－⎝⎛⎭⎫v b 1t ＋12gt 2＋12gt 2＝H 解得：t ＝H －v b 1
⑥(2分) 碰撞前b 、c 的速度分别为v b 2＝v b 1＋gt ＝419·gH v b 1
⑦(2分) v c 1＝gt ＝gH －v b 1
b 与
c 相碰，总动量守恒m 2v b 2＋m 3v c 1＝(m 2＋m 3)v bc ⑧(2分)
要使b 、c 粘合体能飞出管口，则c 与b 碰后的速度必须竖直向上，且大小大于v c 1，取
v b 1＝－v c 1，代入上式，得m 2·419·gH v b 1－m 3·gH v b 1－m 3·gH v b 1＝(m 2＋m 3)gH v b 1
⑨ 解得b 、c 两者质量之比为m 2m 3＝916
⑩(2分) 因此要使b 、c 粘合后能够竖直飞出玻璃管口，必须满足条件m 2m 3>916
.(1分) 五、选考题(共15分．请考生从2道题中任选一题做答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂好．注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位臵答题．如果多做，则按所做的第一题计分)
18．【物理——选修3—3】(15分)
(1)(5分)BCE(选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分)
(2)(10分)【解析】(i)题目已知活塞重力均为：G ＝p 0S
初始时，对活塞a ∶G ＋p 0S ＝p B 1S
对活塞b ：G ＋p A 1S ＝p B 1S
可得：p A 1＝p 0，p B 1＝2p 0(1分)
a 开始运动到刚好到达气缸顶部的过程中，对气体A ，其等压膨胀过程有：
ΔU ＝W ＋Q ＝－p A 1Sh ＋Q ＝－p 0Sh ＋Q (2分)
(ii)当b 刚好到达气缸底部时，对气体B ，体积：V B 2＝hS
其等温压缩过程有：p B 1V B 1＝p B 2V B 2(1分)
可得：2p 0·2hS ＝p B 2·hS ，即：p B 2＝4p 0(2分)
对活塞b ∶p A 2S ＋G ＝p B 2S
可得：p A 2＝3p 0(1分)
对气体A ，其膨胀后的体积：V A 2＝(2h ＋2h )S ＝4hS
p A 1V A 1T A 1＝p A 2V A 2T A 2
(2分) 可得p 02hS T 0＝3p 04hS T A 2
，即：T A 2＝6T 0(1分) 19．【物理——选修3—4】(15分)
(1)(5分)BCE(选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)
(2)(10分)【解析】(i)光路如图所示，E 是光线在AB 边的射出点，设光线通过棱镜的速度为v ，则
DE ＝12
d (1分) v t ＝12
d (1分) n ＝c υ
(1分)
解得：n ＝3(2分)
(ii)光线射到界面BC ，设入射角为i ，折射角为r ，则i ＝π2
－θ (1分)
r ＝π2
－2θ(1分) n ＝sin i sin r
(1分) ∴θ＝30°(2分)。